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"""剑指 Offer II 055. 二叉搜索树迭代器
实现一个二叉搜索树迭代器类BSTIterator ，表示一个按中序遍历二叉搜索树（BST）的迭代器：
BSTIterator(TreeNode root) 初始化 BSTIterator 类的一个对象。BST 的根节点 root 会作为构造函数的一部分给出。指针应初始化为一个不存在于 BST 中的数字，且该数字小于 BST 中的任何元素。
boolean hasNext() 如果向指针右侧遍历存在数字，则返回 true ；否则返回 false 。
int next()将指针向右移动，然后返回指针处的数字。
注意，指针初始化为一个不存在于 BST 中的数字，所以对 next() 的首次调用将返回 BST 中的最小元素。
可以假设 next() 调用总是有效的，也就是说，当调用 next() 时，BST 的中序遍历中至少存在一个下一个数字。

示例：
输入
inputs = ["BSTIterator", "next", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext", "next", "hasNext"]
inputs = [[[7, 3, 15, null, null, 9, 20]], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
输出
[null, 3, 7, true, 9, true, 15, true, 20, false]
解释
BSTIterator bSTIterator = new BSTIterator([7, 3, 15, null, null, 9, 20]);
bSTIterator.next();    // 返回 3
bSTIterator.next();    // 返回 7
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next();    // 返回 9
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next();    // 返回 15
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next();    // 返回 20
bSTIterator.hasNext(); // 返回 False

提示：
树中节点的数目在范围 [1, 10^5] 内
0 <= Node.val <= 10^6
最多调用 10^5 次 hasNext 和 next 操作"""

# Definition for a binary tree node.
class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right


class BSTIterator:
    """需要维护访问进入退出节点两个方向"""
    def __init__(self, root: TreeNode):
        self.root = root
        self.__stack = [(1, root)]
        self.__bstiterator = self.__bstiter()

    def __bstiter(self):
        while True:
            try:
                enx, node = self.__stack.pop()
                if enx:
                    if node.right:
                        self.__stack.append((1, node.right))
                    self.__stack.append((0, node))
                    if node.left:
                        self.__stack.append((1, node.left))
                else:
                    yield node.val
            except IndexError:
                break

    def next(self) -> int:
        try:
            return next(self.__bstiterator)
        except StopIteration:
            pass

    def hasNext(self) -> bool:
        return bool(self.__stack)


if __name__ == "__main__":
    bSTIterator = BSTIterator(TreeNode(7, TreeNode(3), TreeNode(15, TreeNode(9), TreeNode(20))))
    print(bSTIterator.next())
    print(bSTIterator.next())
    print(bSTIterator.hasNext())
    print(bSTIterator.next())
    print(bSTIterator.hasNext())
    print(bSTIterator.next())
    print(bSTIterator.hasNext())
    print(bSTIterator.next())
    print(bSTIterator.hasNext())
